Die vorliegende Darstellung ist aus Vorlesungen hervor gegangen, die ich für Physikstudenten des vierten Stu dienjahres an der TU Dresden gehalten habe. Sie soll dem Studierenden in knapper Form die thermodynami schen Grundlagen der verschiedenen Typen und Darstel lungsweisen von Phasendiagrammen vermitteln und damit den Zugang zu den teilweise sehr umfangreichen Standardwerten erleichtern. Im Mittelpunkt der Betrachtung stehen Gleichgewichts diagramme, wie sie z. B. für Physiker, Chemiker, Werk stoffwissenschaftler, Mineralogen, Geologen und Kristallo graphen von Bedeutung sind, soweit diese sich mit dem Festkörper beschäftigen. Vorausgesetzt werden vorwiegend Kenntnisse der Thermodynamik und Stati stik, die zur Grundausbildung in Physik oder Chemie gehören und beispielsweise von D. LEUSCHNER in "Grund begriffen der Thermodynamik" zusammengestellt worden sind (weitere Literaturhinweise finden sich am Schluß des Bandes). Die Erörterung von Phasendiagrammen ordnet sich ein in das allgemeine Ausbildungsprogramm zur Struktur und zu den Eigenschaften fester Körper. Analoge kurz gefaßte Einführungen in die übrigen Teilgebiete sind bereits erschienen (vgl. PAUFLER, LEUSCHNER: Kristallo graphische Grundbegriffe der Festkörperphysik, Berlin und Braunschweig 1975; PAUFLER, SCHULZE: Physika lische Grundlagen mechanischer Festkörpereigenschaften, Berlin und Braunschweig 1978) oder werden vorbereitet. Jeder Band kann auch einzeln benutzt werden. Die Anregung, diese Lernhilfe niederzuschreiben, Vorwort 10 verdanke ich noch meinem 1974 verstorbenen Lehrer, Herrn Prof. (ern.) Dr. phil. habil. G. E. R. SCHULZE. Ihm schulde ich auch zahlreiche methodische Hinweise. Dankend erwähnt seien auch vielfältige Fachdiskussionen über thermodynamische Fragen, die ich während meiner Lehrtätigkeit in Dresden mit den Herren Prof. Dr. H.-J.

Inhalt

Grundbegriffe.- 1.1. Aufbau der Festkörper.- 1.2. Beschreibung des thermodynamischen Zustandes.- 1.3. Thermodynamische Potentiale.- 1.4. Aktivität und Dampfdruck.- 2. Phasengleichgewicht.- 2.1. Gleichgewichtsbedingungen für heterogene Systeme.- 2.2. Stabilitätskriterien.- 2.3. Mengenanteile der Komponenten und Phasen.- 2.4. Phasenregel.- 2.5. Phasendiagramm.- 2.6. Zustandsgieichungen.- 2.7. Metastabilität.- 2.8. Reaktionsgleichgewicht.- 2.9. Systemveränderungen bei bestehendem Zweiphasengleichgewicht.- 3. Phasendiagramme einkomponentiger Systeme.- 3.1. p-T-Diagramme.- 3.2. V-T- und ???-T-Diagramme.- 3.3. p- V-Diagramme.- 4. Phasendiagramme zweikomponentiger Systeme.- 4.1. T-X-Phasendiagramme.- 4.2. p-T- Diagramme.- 4.3. p-X-Diagramme.- 5. Phasendiagramme dreikomponentiger Systeme.- 5.1. Darstellungsformen.- 5.2. Typische Formen der Phasendiagramme dreikomponentiger Systeme.- 5.3. Thermodynamik des Phasengleichgewichts.- 6. Phasendiagramme höherkomponentiger Systeme.- 6.1. Vierkomponentige Systeme.- 6.2. Fünf- und höherkomponentige Systeme.- 6.3. Bestimmung von Phasendiagrammen.- 7. Statistische Betrachtung der thermodynamischen Zustandsfunktionen.- 7.1. Zustandssumme.- 7.2. Ideale Lösungen.- 7.3. Reguläre Lösungen.- 7.4. Punktfehler.- 8. Phasenumwandlungen.- 8.1. Einteilung der Umwandlungen.- 8.2. Kennzeichen diffusionsabhängiger Umwandlungen.- 8.3. Kennzeichen diffusionsloser Umwandlungen.- 8.4. Grundlagen der Umwandlungskinetik.- 8.5. Keimbildung.- 8.6. Kristallwachstum.- 8.7. Kinetische Phasenumwandlungen.- Konstanten und Umrechnungsbeziehungen.- Quellenverzeichnis.